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JP2006295320A - Multiplied clock signal output circuit - Google Patents

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JP2006295320A
JP2006295320A JP2005110075A JP2005110075A JP2006295320A JP 2006295320 A JP2006295320 A JP 2006295320A JP 2005110075 A JP2005110075 A JP 2005110075A JP 2005110075 A JP2005110075 A JP 2005110075A JP 2006295320 A JP2006295320 A JP 2006295320A
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JP
Japan
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circuit
clock signal
data
counter
output
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2005110075A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuyuki Ishikawa
靖之 石川
Yoshinori Tejima
芳徳 手嶋
Hideaki Ishihara
秀昭 石原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2005110075A priority Critical patent/JP2006295320A/en
Publication of JP2006295320A publication Critical patent/JP2006295320A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multiplied clock signal output circuit capable of stabilizing the frequency of a multiplied clock signal without the need for implementing measures of power supply isolation resulting in a cost increase. <P>SOLUTION: The multiplied clock signal output circuit 1 is provided with a count value averaging circuit 3, which averages results of counts by a plurality of number of times by a counter for counting a period of a reference clock signal PREF within a control period, and a digital control oscillation circuit 2 applies arithmetic processing to averaged data DTAVE to produce the multiplied clock signal. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、基準クロック信号の周期を、前記基準クロック信号よりも短い周期のクロック信号によりカウントした周期データを演算処理することで、前記基準クロック信号の周波数を逓倍した逓倍クロック信号を生成出力する逓倍クロック信号出力回路に関する。   The present invention generates and outputs a multiplied clock signal obtained by multiplying the frequency of the reference clock signal by arithmetically processing the period data obtained by counting the period of the reference clock signal with a clock signal having a shorter period than the reference clock signal. The present invention relates to a multiplied clock signal output circuit.

PLL(Phase Locked Loop)回路の動作をデジタル的な演算処理によって実現することで、基準クロック信号の周波数を逓倍した逓倍クロック信号を生成出力する所謂DPLL回路では、前記基準クロック信号の複数周期を1制御周期として回路動作を繰り返す。そして、その制御周期において基準クロック信号の周期を1回だけカウントし、逓倍クロック信号を生成するための演算に使用するようになっている。斯様な構成のDPLL回路の一例は、特許文献1に開示されている。
特開平8−265111号公報
In a so-called DPLL circuit that generates and outputs a multiplied clock signal obtained by multiplying the frequency of the reference clock signal by realizing the operation of a PLL (Phase Locked Loop) circuit by digital arithmetic processing, a plurality of periods of the reference clock signal are set to 1 The circuit operation is repeated as a control cycle. In the control period, the period of the reference clock signal is counted only once and used for calculation for generating the multiplied clock signal. An example of the DPLL circuit having such a configuration is disclosed in Patent Document 1.
JP-A-8-265111

また、DPLL回路は、インバータゲートのような論理反転素子を複数個リング状に接続して構成されるリングオシレータを備えており、このリングオシレータが出力する高速のクロック信号により基準クロック信号の周期をカウントするようにしている。しかし、インバータゲートのゲート遅延時間は、電源電圧の変化に応じて変動する特性がある。そのため、内部回路や或いは外部に接続されている回路の動作状態に応じて消費電流が変動することに基づいて電源電圧が変動すると、リングオシレータが出力するクロック信号の周波数が変動する。その結果、逓倍クロック信号の周波数が変動してしまうという問題がある。   The DPLL circuit also includes a ring oscillator configured by connecting a plurality of logic inverting elements such as inverter gates in a ring shape, and the period of the reference clock signal is determined by a high-speed clock signal output from the ring oscillator. I try to count. However, the gate delay time of the inverter gate has a characteristic that varies according to the change of the power supply voltage. For this reason, when the power supply voltage fluctuates based on the fluctuation of the current consumption according to the operation state of the internal circuit or the circuit connected to the outside, the frequency of the clock signal output from the ring oscillator fluctuates. As a result, there is a problem that the frequency of the multiplied clock signal varies.

斯様な問題を解決するには、例えばDPLL回路若しくはその内部のリングオシレータに供給する電源と、その他の回路に供給する電源とを分離することが考えられる。しかしながら、その場合は電源回路を複数用意して電源端子も別途設けることになり、更に、DPLL回路側の電源安定化用にコンデンサを付加する必要もあり、コストアップしてしまう。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電源を分離するようなコストアップする対策を採らずとも、逓倍クロック信号の周波数を安定化させることができる逓倍クロック信号出力回路を提供することにある。
In order to solve such a problem, for example, it is conceivable to separate a power source supplied to a DPLL circuit or a ring oscillator inside the DPLL circuit and a power source supplied to other circuits. However, in that case, a plurality of power supply circuits are prepared and a power supply terminal is separately provided. Further, it is necessary to add a capacitor for stabilizing the power supply on the DPLL circuit side, resulting in an increase in cost.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a multiplied clock signal output circuit that can stabilize the frequency of the multiplied clock signal without taking measures to increase costs such as separating power supplies. Is to provide.

請求項1記載の逓倍クロック信号出力回路によれば、平均化回路は、基準クロック信号の周期をカウントするカウンタによる複数回のカウント結果を制御周期内で平均化し、演算処理回路は、その平均化されたデータを演算処理して逓倍クロック信号を生成する。具体的には、例えば請求項2に記載したように、平均化回路を、カウンタによりカウントされた周期データを順次加算する加算回路と、加算結果を加算回数に応じて除算する除算回路とで構成する。
即ち、電源電圧の変動によってリングオシレータが出力する高速クロック信号の周波数が変動した場合でも、周期データが平均化されるため周波数変動の影響を極力排除することができる。従って、電源を分離するような対策を採ることなく、逓倍クロック信号の周波数精度を向上させることができる。
According to the multiplication clock signal output circuit of claim 1, the averaging circuit averages a plurality of count results by the counter that counts the period of the reference clock signal within the control period, and the arithmetic processing circuit performs the averaging The multiplied data is arithmetically processed to generate a multiplied clock signal. Specifically, for example, as described in claim 2, the averaging circuit includes an addition circuit that sequentially adds the periodic data counted by the counter, and a division circuit that divides the addition result in accordance with the number of additions. To do.
That is, even when the frequency of the high-speed clock signal output from the ring oscillator fluctuates due to fluctuations in the power supply voltage, the periodic data is averaged, so that the influence of frequency fluctuations can be eliminated as much as possible. Therefore, the frequency accuracy of the multiplied clock signal can be improved without taking measures such as separating the power sources.

請求項3記載の逓倍クロック信号出力回路によれば、平均化回路を、カウンタによりカウントされた周期データと、前回に平均化された周期データとの何れか一方を選択して出力するセレクタと、このセレクタより出力されるデータとカウンタによりカウントされた周期データとを加算する加算回路と、この加算回路の加算結果を2分する除算回路とで構成する。
即ち、最初だけはセレクタにカウンタ側の周期データを選択させることで、最初に得られる平均結果は、実質的に最初にカウントされた周期データに等しくなる。それ以降は、セレクタに前回に平均化された周期データ側を選択させれば、前回までに平均化されている周期データと今回新たにカウントされた周期データとが加算され、その加算結果が2分されるようになる。従って、カウンタのサイズや除算回路における除数を大きくすることなく、平均化された周期データを得ることができる。
According to the multiplied clock signal output circuit of claim 3, the averaging circuit selects and outputs either one of the period data counted by the counter and the period data previously averaged; An adder circuit for adding the data output from the selector and the period data counted by the counter and a divider circuit for dividing the addition result of the adder circuit into two.
That is, only the first time allows the selector to select the period data on the counter side, so that the average result obtained first is substantially equal to the period data counted first. Thereafter, if the selector selects the cycle data side averaged last time, the cycle data averaged up to the previous time and the cycle data newly counted this time are added, and the addition result is 2 Will be divided. Therefore, averaged period data can be obtained without increasing the counter size or the divisor in the divider circuit.

(第1実施例)
以下、本発明の第1実施例について図1乃至図4を参照して説明する。図1は、逓倍クロック信号出力回路の構成を示す機能ブロック図である。逓倍クロック信号出力回路1は、デジタル制御発振回路(DCO,演算処理回路)2,カウンタ・数値平均化回路3,データラッチ回路4,制御回路5を備えて構成されている。デジタル制御発振回路2は、所定の位相差Tgを有する16個のパルス信号(以下、クロック信号という)R1〜R16を順次出力するリングオシレータ6を内蔵しており、外部からハイレベルの制御信号PAが与えられている時に、リングオシレータ6により生成されるクロック信号R1〜R16を用いて12ビットの周波数制御データCD1〜CD12に対応した周期の出力信号POUTを生成する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the multiplied clock signal output circuit. The multiplied clock signal output circuit 1 includes a digitally controlled oscillation circuit (DCO, arithmetic processing circuit) 2, a counter / numerical value averaging circuit 3, a data latch circuit 4, and a control circuit 5. The digitally controlled oscillation circuit 2 includes a ring oscillator 6 that sequentially outputs 16 pulse signals (hereinafter referred to as clock signals) R1 to R16 having a predetermined phase difference Tg, and a high level control signal PA from the outside. , The clock signal R1 to R16 generated by the ring oscillator 6 is used to generate an output signal POUT having a period corresponding to the 12-bit frequency control data CD1 to CD12.

カウンタ・数値平均化回路3は、リングオシレータ6より出力されるクロック信号R1〜R16の1つであるクロック信号RCKを用いて基準信号PREFの1周期をカウントすると共に、そのカウント値を平均化処理した13ビットデータDTAVE1〜13をデータラッチ回路4に出力する。データラッチ回路4は、外部より与えられる逓倍数切換信号DV1に応じてデータDTAVE1〜13を12ビットの周波数制御データCD1〜CD12に変換し、デジタル制御発振回路2へ出力する。そして、制御回路5は、デジタル制御発振回路2,カウンタ・数値平均化回路3,データラッチ回路4の動作タイミングを制御するための各種制御信号を出力する。   The counter / numerical value averaging circuit 3 counts one cycle of the reference signal PREF using the clock signal RCK that is one of the clock signals R1 to R16 output from the ring oscillator 6, and averages the count value. The 13-bit data DTAVE 1 to 13 is output to the data latch circuit 4. The data latch circuit 4 converts the data DTAVE 1 to 13 into 12-bit frequency control data CD 1 to CD 12 in accordance with a multiplication number switching signal DV 1 given from the outside, and outputs it to the digital control oscillation circuit 2. The control circuit 5 outputs various control signals for controlling the operation timing of the digital control oscillation circuit 2, the counter / numerical value averaging circuit 3, and the data latch circuit 4.

制御回路5は、基準信号PREFをカウントする3ビットカウンタを中心とするロジック回路で構成され、外部からの制御信号PAがロウレベルのときにリセットされる。そして、制御信号PAがハイレベルであれば3ビットカウンタが基準信号PREFをカウントする。そのカウント値(制御ステート)が「1」以上となった場合、カウンタ・数値平均化回路3へカウント許可信号UCE3を出力し、カウント値が「4」のときにデータラッチ回路4へデータラッチ信号UCE2を出力し、カウント値が「5」のときにデジタル制御発振回路2へデータラッチ信号DLSを出力し、更に、カウント値が「0,2,4,6」のときに、カウンタ・数値平均化回路3へカウントクリア信号CLRを出力する。また、外部から動作開始信号PSTBが入力されると、その信号PSTBはカウントクリア信号CLRが出力されるタイミングでラッチされ、デジタル制御発振回路2へ発振動作を開始させるための制御信号PCとして出力される。
尚、カウント許可信号UCE3は、一旦アクティブになると制御周期が切替わってもその状態を維持し続けるようになっている。
The control circuit 5 is composed of a logic circuit centered on a 3-bit counter that counts the reference signal PREF, and is reset when an external control signal PA is at a low level. If the control signal PA is at a high level, the 3-bit counter counts the reference signal PREF. When the count value (control state) becomes “1” or more, the count enable signal UCE3 is output to the counter / numerical value averaging circuit 3, and when the count value is “4”, the data latch signal is sent to the data latch circuit 4. When UCE2 is output, the data latch signal DLS is output to the digitally controlled oscillation circuit 2 when the count value is "5", and when the count value is "0, 2, 4, 6" The count clear signal CLR is output to the circuit 3. When the operation start signal PSTB is input from the outside, the signal PSTB is latched at the timing when the count clear signal CLR is output, and is output as the control signal PC for starting the oscillation operation to the digitally controlled oscillation circuit 2. The
It should be noted that once the count permission signal UCE3 becomes active, the count permission signal UCE3 continues to be maintained even when the control cycle is switched.

カウンタ・数値平均化回路3は、制御回路5からカウント許可信号UCE3が連続的に出力されると、カウントクリア信号CLRが出力されない制御ステート「1,3,5,7」において(即ち、基準信号PREFの1周期に相当)、内蔵されている13ビットカウンタ41(図3参照)がクロック信号RCKをカウントする。そして、得られたカウントデータDT1〜DT13については得られる毎に平均化処理が行なわれ、平均化されたデータDTAVE1〜13が出力される。   When the count permission signal UCE3 is continuously output from the control circuit 5, the counter / numerical value averaging circuit 3 is in the control state “1, 3, 5, 7” in which the count clear signal CLR is not output (that is, the reference signal A built-in 13-bit counter 41 (see FIG. 3) counts the clock signal RCK. The obtained count data DT1 to DT13 are averaged every time they are obtained, and averaged data DTAVE1 to DTAVE13 are output.

データラッチ回路4では、制御回路5からデータラッチ信号DLSが出力され、それに同期してデジタル制御発振回路2からラッチタイミング信号DLCが出力されると、DTAVE1〜13の下位12ビットであるDTAVE1〜12、或いはそのデータを2で割った値を表すDTAVE2〜13を、周波数制御データCD1〜CD12としてデジタル制御発振回路2へ出力する。その後、制御回路5からカウントクリア信号CLRが出力されると、カウンタ・数値平均化回路3内部のカウンタ41がクリアされる。   In the data latch circuit 4, when the data latch signal DLS is output from the control circuit 5 and the latch timing signal DLC is output from the digital control oscillation circuit 2 in synchronization therewith, DTAVE 1 to 12, which is the lower 12 bits of DTAVE 1 to 13. Alternatively, DTAVE2 to 13 representing a value obtained by dividing the data by 2 is output to the digitally controlled oscillation circuit 2 as frequency control data CD1 to CD12. Thereafter, when the count clear signal CLR is output from the control circuit 5, the counter 41 in the counter / numerical value averaging circuit 3 is cleared.

デジタル制御発振回路2は、リングオシレータ6以外の構成については図示しないが、リングオシレータ6からの多相クロック信号R1〜R16を受け、4ビットのセレクトデータD1〜D4に対応したクロック信号を択一的に選択して出力するパルスセレクタ,カウンタ・数値平均化回路3から入力された周波数制御データCDの内の上位8ビット(CD5〜CD12)がプリセットされ、リングオシレータ6から出力されるクロック信号R13の立ち上がりタイミングでダウンカウントを行うカウンタ備えている。   The digitally controlled oscillation circuit 2 receives the multiphase clock signals R1 to R16 from the ring oscillator 6 but selects a clock signal corresponding to the 4-bit select data D1 to D4, although the configuration other than the ring oscillator 6 is not shown. The high-order 8 bits (CD5 to CD12) of the frequency control data CD input from the pulse selector and counter / numerical value averaging circuit 3 that are selectively selected and output are preset and the clock signal R13 output from the ring oscillator 6 is preset. It is equipped with a counter that performs down-counting at the rising timing.

リングオシレータ6は、例えば図2に示すように、遅延ゲートとして2個の2入力NANDゲート7,8と、30個のINV(インバータ)ゲート9〜38(但し、10〜24,26〜37については符号の図示を省略)を備えて構成されている。これらの各論理反転回路は、各出力端子が次段の入力端子へとリング状に接続されており、NANDゲート7の一方の入力端子はNANDゲート8の出力端子に接続され、他方の入力端子には外部からのモード制御信号PAが与えられるようになっている。
また、NANDゲート8の一方の入力端子はINVゲート38の出力端子に接続され、他方の入力端子はINVゲート25の出力端子に接続されている。そして、NANDゲート7から数えて偶数段目に接続されている論理反転回路の出力端子からは、夫々多相クロック信号R1〜R16が出力されるようになっている。
For example, as shown in FIG. 2, the ring oscillator 6 includes two 2-input NAND gates 7 and 8 as delay gates and 30 INV (inverter) gates 9 to 38 (however, for 10 to 24 and 26 to 37). Is omitted). In each of these logic inversion circuits, each output terminal is connected to the input terminal of the next stage in a ring shape, one input terminal of the NAND gate 7 is connected to the output terminal of the NAND gate 8, and the other input terminal Is supplied with a mode control signal PA from the outside.
One input terminal of the NAND gate 8 is connected to the output terminal of the INV gate 38, and the other input terminal is connected to the output terminal of the INV gate 25. The multiphase clock signals R1 to R16 are output from the output terminals of the logic inversion circuits connected to the even-numbered stages from the NAND gate 7, respectively.

尚、以上の構成については、カウンタ・数値平均化回路3において平均化処理を行う構成と、その構成に対応して必要となる制御信号(カウント許可信号UCEに替わるUCE3,カウントクリア信号CLRの出力タイミング等)を制御回路5が出力する部分以外の構成については、基本的に特許文献1に開示されているものと同様である。   In the above configuration, the counter / numerical value averaging circuit 3 performs an averaging process, and the control signals required for the configuration (output of UCE3 and count clear signal CLR instead of the count permission signal UCE). The configuration other than the portion where the control circuit 5 outputs the timing and the like is basically the same as that disclosed in Patent Document 1.

次に、カウンタ・数値平均化回路3の構成について図3を参照して説明する。カウンタ・数値平均化回路3は、カウンタ41,加算回路42,除算回路43,レジスタ44で構成されている。カウンタ41は、カウント許可信号UCE3がアクティブであり、且つカウントクリア信号CLRがインアクティブである期間に出力されるクロック信号RCKの数を13ビットでカウントし、カウンタ値DTを加算回路42に出力する。加算回路42は、自身が除算回路43に出力する加算結果データDTBを入力側にフィードバックしたデータFBと、カウンタ値DTとを加算する。除算回路43は、加算結果データDTBを加算器42における加算回数Nに「1」を加えた値で除算してレジスタ44に出力する。そして、レジスタ44に格納されて出力されるデータが平均化処理されたデータDTAVE(1〜13)となる。   Next, the configuration of the counter / numerical value averaging circuit 3 will be described with reference to FIG. The counter / numerical value averaging circuit 3 includes a counter 41, an adder circuit 42, a divider circuit 43, and a register 44. The counter 41 counts the number of clock signals RCK output during a period in which the count permission signal UCE3 is active and the count clear signal CLR is inactive, and outputs the counter value DT to the adder circuit 42. . The adder circuit 42 adds the data FB obtained by feeding back the addition result data DTB output to the divider circuit 43 to the input side and the counter value DT. The division circuit 43 divides the addition result data DTB by the value obtained by adding “1” to the number N of additions in the adder 42 and outputs the result to the register 44. The data stored and output in the register 44 becomes the averaged data DTAVE (1-13).

また、図3には、カウンタ・数値平均化回路3における演算データが演算周期毎に変化する状態も示している。尚、カウンタ41は、基準信号PREFの1周期毎にカウント,クリアを交互に繰り返すので、演算周期は基準信号PREFの2周期となる。初期状態として、フィードバックデータFB及び加算回数Nが「0」から演算を開始すると、最初のカウンタ値DTが「a1」であれば加算結果データDTBは「a1+0」であり、出力データDTAVEは「a1」である。   FIG. 3 also shows a state in which the calculation data in the counter / numerical value averaging circuit 3 changes every calculation cycle. The counter 41 alternately repeats counting and clearing every cycle of the reference signal PREF, so that the calculation cycle is two cycles of the reference signal PREF. As an initial state, when the calculation is started from the feedback data FB and the number N of additions being “0”, if the first counter value DT is “a1”, the addition result data DTB is “a1 + 0” and the output data DTAVE is “a1”. Is.

次の演算周期におけるカウンタ値DTが「a2」であれば、フィードバックデータFBは前回の加算結果「a1」であるから、今回の加算結果データDTBは「a1+a2」となる。そして、除算回路43においては「1/(1+1)」が乗ぜられるので、出力データDTAVEは「(a1+a2)/2」となる。
以降は同様に、その次の演算周期におけるカウンタ値DTが「a3」であれば、フィードバックデータFBは前回の加算結果「a1+a2」であるから、今回の加算結果データDTBは「a1+a2+a3」となる。そして、除算回路43においては「1/(2+1)」が乗ぜられるので、出力データDTAVEは「(a1+a2+a3)/3」となる。
If the counter value DT in the next calculation cycle is “a2”, the feedback data FB is the previous addition result “a1”, and the current addition result data DTB is “a1 + a2”. Since the dividing circuit 43 is multiplied by “1 / (1 + 1)”, the output data DTAVE becomes “(a1 + a2) / 2”.
Thereafter, similarly, if the counter value DT in the next calculation cycle is “a3”, the feedback data FB is the previous addition result “a1 + a2”, and thus the current addition result data DTB is “a1 + a2 + a3”. Since the dividing circuit 43 is multiplied by “1 / (2 + 1)”, the output data DTAVE becomes “(a1 + a2 + a3) / 3”.

次に、本実施例の作用について図4も参照して説明する。図4は、カウンタ・数値平均化回路3及びデータラッチ回路4を中心とする回路動作を示すタイミングチャートである。カウンタ・数値平均化回路3のカウンタ41は、上述したようにUCE3がアクティブになるとカウント動作を開始し(j)、基準信号PREFの2周期毎にカウントデータDTをa1,a2,a3,・・・のように出力する(i)。そして、カウンタ・数値平均化回路3からは、やはり2周期毎に平均化処理されたデータDTAVEが更新され、a1,(a1+a2)/2,(a1+a2+a3)/3,・・・のように出力される(g)。   Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a timing chart showing circuit operations centering on the counter / numerical value averaging circuit 3 and the data latch circuit 4. As described above, the counter 41 of the counter / numerical value averaging circuit 3 starts the count operation when the UCE 3 becomes active (j), and the count data DT is a1, a2, a3,. Output as (i). Then, the data DTAVE averaged every two cycles is updated from the counter / numerical value averaging circuit 3 and outputted as a1, (a1 + a2) / 2, (a1 + a2 + a3) / 3,. (G).

データラッチ回路4には、第4ステートでラッチ信号UCE2が出力されるので(b)、最初はデータDTAVEとして、(a1+a2)/2がラッチされ、その13ビットデータが逓倍数切換信号DV1に応じて12ビットデータCDに変換されて、デジタル制御発振回路2に出力される(h)。デジタル制御発振回路2には、第5ステートでラッチ信号DLSが出力されて上記12ビットデータCDがラッチされ(c)、逓倍クロック信号POUTを生成するための演算に使用される。そして、制御回路5が、動作開始信号PSTBを受けて、第7ステートで制御信号PCをアクティブにすると、デジタル制御発振回路2が逓倍クロック信号POUTの出力を開始する。   Since the latch signal UCE2 is output to the data latch circuit 4 in the fourth state (b), initially (a1 + a2) / 2 is latched as the data DTAVE, and the 13-bit data corresponds to the multiplication number switching signal DV1. Is converted to 12-bit data CD and output to the digitally controlled oscillator circuit 2 (h). The digitally controlled oscillation circuit 2 outputs a latch signal DLS in the fifth state, and the 12-bit data CD is latched (c) and used for an operation for generating the multiplied clock signal POUT. When the control circuit 5 receives the operation start signal PSTB and activates the control signal PC in the seventh state, the digital control oscillation circuit 2 starts outputting the multiplied clock signal POUT.

以上のように本実施例によれば、逓倍クロック信号出力回路1に、カウンタ・数値平均化回路3を備え、基準クロック信号PREFの周期をカウントするカウンタ41による複数回のカウント結果を制御周期内で平均化し、デジタル制御発振回路2は、その平均化されたデータDTAVEを演算処理して逓倍クロック信号POUTを生成するようにした。具体的には、カウンタ・数値平均化回路3は、カウンタ41によりカウントされた周期データDTを加算回路42により順次加算し、その加算結果データDTBを除算回路43により加算回数に応じて除算し、平均化したデータDTAVEを出力する。
即ち、電源電圧の変動によりリングオシレータ6が出力する高速クロック信号RCKの周波数が変動した場合でも、周期データDTが平均化されるため周波数変動の影響を極力排除することができる。従って、逓倍クロック信号出力回路1に供給される電源を分離する対策を採ることなく、逓倍クロック信号POUTの周波数精度を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the multiplied clock signal output circuit 1 includes the counter / numerical value averaging circuit 3, and count results of a plurality of times by the counter 41 that counts the period of the reference clock signal PREF are included in the control period. The digitally controlled oscillation circuit 2 performs an arithmetic process on the averaged data DTAVE to generate a multiplied clock signal POUT. Specifically, the counter / numerical value averaging circuit 3 sequentially adds the period data DT counted by the counter 41 by the adder circuit 42, divides the addition result data DTB by the division circuit 43 according to the number of additions, The averaged data DTAVE is output.
That is, even when the frequency of the high-speed clock signal RCK output from the ring oscillator 6 is fluctuated due to fluctuations in the power supply voltage, the periodic data DT is averaged, so that the influence of frequency fluctuations can be eliminated as much as possible. Accordingly, the frequency accuracy of the multiplied clock signal POUT can be improved without taking measures to separate the power supplied to the multiplied clock signal output circuit 1.

(第2実施例)
図5は本発明の第2実施例であり、第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。図5は、第1実施例の図3相当図であり、カウンタ・数値平均化回路3に替わるカウンタ・数値平均化回路45の構成を示すものである。カウンタ・数値平均化回路45では、除算回路43に替わって除算回路46が配置されており、この除算回路46は、加算回路42より出力される加算結果データDTBを常に「2」で除算するように構成されている。
(Second embodiment)
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention. The same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. Only the different parts will be described below. FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 3 of the first embodiment, and shows a configuration of a counter / numerical value averaging circuit 45 in place of the counter / numerical value averaging circuit 3. In the counter / numerical value averaging circuit 45, a division circuit 46 is arranged instead of the division circuit 43, and the division circuit 46 always divides the addition result data DTB output from the addition circuit 42 by “2”. It is configured.

更に、カウンタ・数値平均化回路45にはデータセレクタ47が追加されている。このセレクタ47は、カウンタ41のカウントデータDTと、除算回路46より出力される除算結果であるフィードバックデータFBとの何れかを選択して、加算回路42に出力するようになっている。尚、セレクタ47の選択切替えは図示しないロジック回路によって行われ、セレクタ47は、初期状態からカウンタ41が最初に周期データをカウントして出力した場合だけカウントデータDT側を選択し、それ以降はフィードバックデータFB側を選択し続けるようになっている。   Further, a data selector 47 is added to the counter / numerical value averaging circuit 45. The selector 47 selects either the count data DT of the counter 41 or the feedback data FB that is the division result output from the division circuit 46 and outputs it to the addition circuit 42. Selection switching of the selector 47 is performed by a logic circuit (not shown). The selector 47 selects the count data DT side only when the counter 41 first counts and outputs the period data from the initial state, and thereafter the feedback is performed. The data FB side is continuously selected.

次に、第2実施例の作用について説明する。図5に示すように、初期状態として、フィードバックデータFBが不定の状態から、カウンタ・数値平均化回路45が演算を開始すると、最初はセレクタ47がカウントデータDT側を選択しているので、最初のカウンタ値DTが「a1」であれば加算結果データDTBは「a1+a1」となり、「2」で除算した出力データDTAVEは「a1」となる。
それ以降、セレクタ47はフィードバックデータFB側を選択し続ける。すると、次の演算周期におけるカウンタ値DTが「a2」であれば、フィードバックデータFBは前回の加算結果「a1」であるから、今回の加算結果データDTBは「a1+a2」となり、「2」で除算した出力データDTAVEは「(a1+a2)/2=a2’」となる。
Next, the operation of the second embodiment will be described. As shown in FIG. 5, when the counter / numerical value averaging circuit 45 starts the operation from the state where the feedback data FB is indefinite as the initial state, the selector 47 initially selects the count data DT side. If the counter value DT is “a1”, the addition result data DTB is “a1 + a1”, and the output data DTAVE divided by “2” is “a1”.
Thereafter, the selector 47 continues to select the feedback data FB side. Then, if the counter value DT in the next calculation cycle is “a2”, the feedback data FB is the previous addition result “a1”, so the current addition result data DTB is “a1 + a2” and is divided by “2”. The output data DTAVE thus obtained is “(a1 + a2) / 2 = a2 ′”.

以降は同様に、その次の演算周期におけるカウンタ値DTが「a3」であれば、フィードバックデータFBは前回の除算結果「a2’」であるから、今回の加算結果データDTBは「a2’+a3」となる。そして、「2」で除算した出力データDTAVEは「(a2’+a3)/2=a3’」となる。   Thereafter, similarly, if the counter value DT in the next calculation cycle is “a3”, the feedback data FB is the previous division result “a2 ′”, so that the current addition result data DTB is “a2 ′ + a3”. It becomes. The output data DTAVE divided by “2” is “(a2 ′ + a3) / 2 = a3 ′”.

以上のように第2実施例によれば、カウンタ・数値平均化回路45を、カウンタ41によりカウントされた周期データDTと、前回に平均化された周期データFBとの何れか一方を選択して出力するセレクタ47と、このセレクタ47より出力されるデータとカウンタ41によりカウントされた周期データとを加算する加算回路42と、この加算回路42の加算結果を2分する除算回路46とで構成した。
従って、最初の演算周期以外は、セレクタ47にフィードバックデータFB側を選択させれば、前回までに平均化されている周期データFB(=DTAVE)と今回新たにカウントされた周期データDTとが加算され、その加算結果が2分されるようになり、カウンタ41のサイズや除算回路46における除数を大きくすることなく、平均化された周期データDTAVEを得ることができる。
As described above, according to the second embodiment, the counter / numerical value averaging circuit 45 selects either the cycle data DT counted by the counter 41 or the cycle data FB averaged last time. The selector 47 for output, the adder circuit 42 for adding the data output from the selector 47 and the period data counted by the counter 41, and the divider circuit 46 for dividing the addition result of the adder circuit 42 into two. .
Therefore, except for the first calculation cycle, if the selector 47 selects the feedback data FB side, the cycle data FB (= DTAVE) averaged up to the previous time and the cycle data DT newly counted this time are added. Then, the addition result is divided into two, and the averaged period data DTAVE can be obtained without increasing the size of the counter 41 or the divisor in the division circuit 46.

(第3実施例)
図6は本発明の第3実施例を示すものである。第3実施例の逓倍クロック信号出力回路48は、第1実施例の逓倍クロック信号出力回路1に、周波数微調回路49を加えたものである。この周波数微調回路49の動作の詳細についても特許文献1に記載されているので、以下ではその概略のみ説明する。
周波数微調回路49は、カウンタ・数値平均化回路3から出力される12ビットの周波数制御データCDを受けて、9ビットの周波数制御データDD(DD1〜DD9)をデジタル制御発振回路2に出力する。そして、デジタル制御発振回路2は、9ビットの周波数制御データDDに応じた周期で出力信号POUTを出力する。
(Third embodiment)
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention. The multiplied clock signal output circuit 48 of the third embodiment is obtained by adding a frequency fine adjustment circuit 49 to the multiplied clock signal output circuit 1 of the first embodiment. Details of the operation of the frequency fine adjustment circuit 49 are also described in Patent Document 1, and only the outline thereof will be described below.
The frequency fine adjustment circuit 49 receives the 12-bit frequency control data CD output from the counter / numerical value averaging circuit 3 and outputs 9-bit frequency control data DD (DD1 to DD9) to the digital control oscillation circuit 2. Then, the digitally controlled oscillation circuit 2 outputs the output signal POUT at a cycle corresponding to the 9-bit frequency control data DD.

周波数微調回路49は、周波数制御データCDの上位9ビットCD4〜CD12を受け、そのデータ値に定数「1」を加算したデータ(「+1」データ)を生成し、上記9ビットCD4〜CD12と「+1」データとの何れか一方を選択する。そして、選択出力される9ビットデータを、デジタル制御発振回路2から出力信号POUTに同期して出力されるクロック信号FDCの立ち上がりタイミングでラッチし、そのラッチしたデータを周波数制御データDD1〜DD9としてデジタル制御発振回路2へ出力する。また、周波数微調回路49は、カウンタ・数値平均化回路3から出力された周波数制御データCDの下位3ビットCD1〜CD3を受け、上記クロック信号FDCに同期し且つ下位3ビットCD1〜CD3に対応した頻度で「+1」データを選択出力させる。   The frequency fine adjustment circuit 49 receives the upper 9 bits CD4 to CD12 of the frequency control data CD, generates data obtained by adding a constant “1” to the data value (“+1” data), and generates the above 9 bits CD4 to CD12 and “ Either “+1” data is selected. Then, the 9-bit data selected and output is latched at the rising timing of the clock signal FDC output in synchronization with the output signal POUT from the digital control oscillation circuit 2, and the latched data is digitally converted as frequency control data DD1 to DD9. Output to the control oscillation circuit 2. The frequency fine adjustment circuit 49 receives the lower 3 bits CD1 to CD3 of the frequency control data CD output from the counter / numerical value averaging circuit 3, and is synchronized with the clock signal FDC and corresponds to the lower 3 bits CD1 to CD3. Select and output “+1” data at a frequency.

例えば、カウンタ・数値平均化回路3から入力される周波数制御データCDが「110000000101」である場合、デジタル制御発振回路2には、出力信号POUTを出力する度に、2回に1回及び8回に1回の割で、上位9ビットデータ「110000000」に値1を加算した「110000001」が入力される。それ以外は上位9ビットデータ「110000000」がそのまま入力され、デジタル制御発振回路2は、この入力データに応じた周期で出力信号POUTを発生する。   For example, when the frequency control data CD input from the counter / numerical value averaging circuit 3 is “110000000011”, the digitally controlled oscillation circuit 2 outputs the output signal POUT once and twice every two times. Every time, “110000001” obtained by adding the value 1 to the upper 9-bit data “110000000” is input. In other cases, the upper 9-bit data “110000000” is inputted as it is, and the digitally controlled oscillation circuit 2 generates the output signal POUT in a cycle corresponding to the input data.

つまり、逓倍クロック信号出力回路48では、カウンタ・数値平均化回路3から出力される周波数制御データCDを8(2n :n=3)で割った場合の小数点以上の値を表すデータ(第1データ)をデジタル制御発振回路2に出力し、且つ、周波数制御データCDの下位3ビットのデータCD1〜CD3が表す値と8との比に応じた頻度、即ち上記小数点以下の値に応じた頻度で、第1データに「1」が加算される。
よって、周波数制御データCDが8で割り切れない場合(下位3ビットCD1〜CD3のデータ値が0でない)には、その除算結果のうち小数点以下の値に応じた頻度で、小数点以上のデータ値に「1」を加算したデータ(第2データ)が周波数制御データCDとして出力されるので、出力信号POUTの発生周期の平均値を、周波数制御データCDを「8」で割った値に正確に対応させることができる。
That is, in the multiplied clock signal output circuit 48, data representing the value after the decimal point when the frequency control data CD output from the counter / numerical value averaging circuit 3 is divided by 8 (2 n : n = 3) (first value) Data) to the digitally controlled oscillation circuit 2 and the frequency according to the ratio between the value represented by the lower 3 bits of data CD1 to CD3 of the frequency control data CD and 8, that is, the frequency according to the value after the decimal point. Thus, “1” is added to the first data.
Therefore, when the frequency control data CD is not divisible by 8 (the data values of the lower 3 bits CD1 to CD3 are not 0), the data value after the decimal point is changed with a frequency according to the value after the decimal point in the division result. Since the data (second data) added with “1” is output as the frequency control data CD, the average value of the generation cycle of the output signal POUT accurately corresponds to the value obtained by dividing the frequency control data CD by “8”. Can be made.

本発明は上記し又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形が可能である。
平均化回路は、例えば、以下のように構成しても良い。N個のデータレジスタを直列に接続してシフトレジスタを構成し、カウンタが周期データをカウントする毎にそのカウントデータを順次シフトさせる。そして、各データレジスタの出力データを加算回路で加算し、その加算結果をNで除算するようにしても良い。
The present invention is not limited to the embodiments described above or shown in the drawings, and the following modifications are possible.
For example, the averaging circuit may be configured as follows. A shift register is configured by connecting N data registers in series, and the count data is sequentially shifted each time the counter counts the period data. Then, the output data of each data register may be added by an adding circuit, and the addition result may be divided by N.

本発明の第1実施例であり、逓倍クロック信号出力回路の構成を示す機能ブロック図1 is a functional block diagram showing a configuration of a multiplied clock signal output circuit according to a first embodiment of the present invention. リングオシレータの構成を示す図Diagram showing the configuration of the ring oscillator カウンタ・数値平均化回路の構成を示す図Diagram showing the configuration of the counter and numerical averaging circuit カウンタ・数値平均化回路及びデータラッチ回路を中心とする回路動作を示すタイミングチャートTiming chart showing circuit operation centering on counter / numerical value averaging circuit and data latch circuit 本発明の第2実施例を示す図3相当図FIG. 3 equivalent view showing a second embodiment of the present invention. 本発明の第3実施例を示す図1相当図FIG. 1 equivalent view showing a third embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

図面中、1は逓倍クロック信号出力回路、2はデジタル制御発振回路(演算処理回路)、3はカウンタ・数値平均化回路、6はリングオシレータ、41はカウンタ、42は加算回路、43は除算回路、45はカウンタ・数値平均化回路、46は除算回路、47はデータセレクタ、48は逓倍クロック信号出力回路を示す。

In the drawings, 1 is a multiplied clock signal output circuit, 2 is a digitally controlled oscillator circuit (arithmetic processing circuit), 3 is a counter / numerical value averaging circuit, 6 is a ring oscillator, 41 is a counter, 42 is an adder circuit, and 43 is a divider circuit. , 45 is a counter / numerical value averaging circuit, 46 is a division circuit, 47 is a data selector, and 48 is a multiplied clock signal output circuit.

Claims (3)

基準クロック信号の周期を、リングオシレータより出力される前記基準クロック信号よりも短い周期のクロック信号によって周期的にカウントするカウンタと、
前記基準クロック信号の複数周期を1制御周期として前記カウンタによりカウントされた周期データを演算処理することで、前記基準クロック信号の周波数を逓倍した逓倍クロック信号を生成して出力する演算処理回路とを備えてなる逓倍クロック信号出力回路において、
前記カウンタによる複数回のカウント結果を、少なくとも前記制御周期内において平均化する平均化回路を備え、
前記演算処理回路は、前記平均化回路によって平均化された周期データを演算処理することを特徴とする逓倍クロック信号出力回路。
A counter that periodically counts the period of the reference clock signal with a clock signal having a period shorter than the reference clock signal output from the ring oscillator;
An arithmetic processing circuit that generates and outputs a multiplied clock signal obtained by multiplying the frequency of the reference clock signal by performing arithmetic processing on the period data counted by the counter with a plurality of periods of the reference clock signal as one control period; In the multiplication clock signal output circuit provided,
An averaging circuit that averages a plurality of count results by the counter within at least the control period;
The multiplication clock signal output circuit, wherein the arithmetic processing circuit performs arithmetic processing on the period data averaged by the averaging circuit.
前記平均化回路は、
前記カウンタによりカウントされた周期データを順次加算する加算回路と、
この加算回路の加算結果を、加算回数に応じて除算する除算回路とで構成されることを特徴とする請求項1記載の逓倍クロック信号出力回路。
The averaging circuit is
An addition circuit for sequentially adding the period data counted by the counter;
2. The multiplied clock signal output circuit according to claim 1, comprising a division circuit that divides the addition result of the addition circuit in accordance with the number of additions.
前記平均化回路は、
前記カウンタによりカウントされた周期データと、前回に平均化された周期データとの何れか一方を選択して出力するセレクタと、
このセレクタより出力されるデータと前記カウンタによりカウントされた周期データとを加算する加算回路と、
この加算回路の加算結果を、2分する除算回路とで構成されることを特徴とする請求項1記載の逓倍クロック信号出力回路。

The averaging circuit is
A selector that selects and outputs either the cycle data counted by the counter or the cycle data averaged last time;
An addition circuit for adding the data output from the selector and the period data counted by the counter;
2. The multiplied clock signal output circuit according to claim 1, further comprising: a division circuit that divides the addition result of the addition circuit into two.

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